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将一段JavaScript代码放在V8引擎当中是怎么执行的呢?

  将一段JavaScript代码放在V8引擎当中是怎么执行的呢?首先需要明白的是,机器是读不懂 JS 代码,机器只能理解特定的机器码,那如果要让 JS 的逻辑在机器上运行起来,就必须将 JS 的代码翻译成机器码,然后让机器识别。JS属于解释型语言,对于解释型的语言说,解释器会对源代码做如下分析:

  1.通过词法分析和语法分析生成 AST(抽象语法树)

  2.生成字节码

  然后解释器根据字节码来执行程序。但 JS 整个执行的过程其实会比这个更加复杂,接下来就来一一地拆解。

  1.生成 AST

  生成 AST 分为两步——词法分析和语法分析。

  词法分析即分词,它的工作就是将一行行的代码分解成一个个token。 比如下面一行代码:

  let name = 'sanyuan'

  其中会把句子分解成四个部分:

将一段JavaScript代码放在V8引擎当中是怎么执行的呢? (https://www.wpmee.com/) javascript教程 第1张

  即解析成了四个token,这就是词法分析的作用。

  接下来语法分析阶段,将生成的这些 token 数据,根据一定的语法规则转化为AST。举个例子:

  let name = 'sanyuan' console.log(name)

  最后生成的 AST 是这样的:

将一段JavaScript代码放在V8引擎当中是怎么执行的呢? (https://www.wpmee.com/) javascript教程 第2张

  当生成了 AST 之后,编译器/解释器后续的工作都要依靠 AST而不是源代码。顺便补充一句,babel 的工作原理就是将 ES6 的代码解析生成ES6的AST,然后将 ES6 的 AST 转换为 ES5 的AST,最后才将 ES5 的 AST 转化为具体的 ES5 代码。

  回到 V8 本身,生成 AST 后,接下来会生成执行上下文。

  2. 生成字节码

  开头就已经提到过了,生成 AST 之后,直接通过 V8 的解释器(也叫Ignition)来生成字节码。但是字节码并不能让机器直接运行,那你可能就会说了,不能执行还转成字节码干嘛,直接把 AST 转换成机器码不就得了,让机器直接执行。确实,在 V8 的早期是这么做的,但后来因为机器码的体积太大,引发了严重的内存占用问题。

  给一张对比图让大家直观地感受以下三者代码量的差异:

将一段JavaScript代码放在V8引擎当中是怎么执行的呢? (https://www.wpmee.com/) javascript教程 第3张

  很容易得出,字节码是比机器码轻量得多的代码。那 V8 为什么要使用字节码,字节码到底是个什么东西?

  子节码是介于AST 和 机器码之间的一种代码,但是与特定类型的机器码无关,字节码需要通过解释器将其转换为机器码然后执行。

  字节码仍然需要转换为机器码,但和原来不同的是,现在不用一次性将全部的字节码都转换成机器码,而是通过解释器来逐行执行字节码,省去了生成二进制文件的操作,这样就大大降低了内存的压力。

  3. 执行代码

  接下来,就进入到字节码解释执行的阶段啦!

  在执行字节码的过程中,如果发现某一部分代码重复出现,那么 V8 将它记做热点代码(HotSpot),然后将这么代码编译成机器码保存起来,这个用来编译的工具就是V8的编译器(也叫做TurboFan) , 因此在这样的机制下,代码执行的时间越久,那么执行效率会越来越高,因为有越来越多的字节码被标记为热点代码,遇到它们时直接执行相应的机器码,不用再次将转换为机器码。

  其实当你听到有人说 JS 就是一门解释器语言的时候,其实这个说法是有问题的。因为字节码不仅配合了解释器,而且还和编译器打交道,所以 JS 并不是完全的解释型语言。而编译器和解释器的 根本区别在于前者会编译生成二进制文件但后者不会。

  并且,这种字节码跟编译器和解释器结合的技术,我们称之为即时编译, 也就是我们经常听到的JIT。

  这就是 V8 中执行一段JS代码的整个过程,梳理一下:

  首先通过词法分析和语法分析生成 AST

  将 AST 转换为字节码

  由解释器逐行执行字节码,遇到热点代码启动编译器进行编译,生成对应的机器码, 以优化执行效率。

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